采空区气体检测方法及装置
阅读说明：本技术 采空区气体检测方法及装置 (Goaf gas detection method and device ) 是由 白光星 贾明铄 李金亮 彭鹏 丁超 张兴栋 王文涛 于 2021-06-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种采空区气体检测方法及装置,属于煤矿监测技术领域。本发明可方便快捷的检测采空区气体,使采空区气体检测更加及时、准确、便捷,同时降低检测成本,确保矿井安全生产。本发明包括以下步骤：(a)选取检测点,在工作面回风巷与采空区交界隔离处外侧设定采样检测点；(b)插管,自采样检测点向采空区内待测区插入一中空管体；(c)取气样检测,通过管体抽取采空区内待测区气体,并通过集气罩汇集后接入气体检测仪。本发明所述的采空区气体检测装置包括：管体,其一端设有进气口,另一端设有出气口；采样泵,其进气端与管体的出气口连通；以及气体检测仪,其检测端密闭连接集气罩；所述采样泵的排气端与所述集气罩连通。(The invention relates to a goaf gas detection method and device, and belongs to the technical field of coal mine monitoring. The invention can conveniently and rapidly detect the gas in the goaf, so that the gas detection in the goaf is more timely, accurate and convenient, the detection cost is reduced, and the safe production of a mine is ensured. The invention comprises the following steps: (a) selecting a detection point, and setting a sampling detection point at the outer side of the junction isolation of the working face return airway and the goaf; (b) the pipe inserting device comprises a pipe inserting device and a pipe pushing device, wherein a hollow pipe body is inserted from a sampling detection point to a region to be detected in a goaf; (c) and (4) gas sampling detection, namely extracting gas in a region to be detected in the goaf through the pipe body, collecting the gas through the gas collecting hood and then accessing the gas into a gas detector. The goaf gas detection device provided by the invention comprises: a pipe body, one end of which is provided with an air inlet and the other end is provided with an air outlet; the gas inlet end of the sampling pump is communicated with the gas outlet of the tube body; the detection end of the gas detector is hermetically connected with the gas-collecting hood; and the exhaust end of the sampling pump is communicated with the gas collecting hood.)
技术领域
本发明涉及一种采空区气体检测方法及装置，属于煤矿监测
技术领域
。背景技术
在工作面回采过程中，采空区易燃区的气体成分及浓度对于安全生产十分重要，由于采空区人员无法进入，现阶段采空区火灾监测主要有以下两种方法：
1.采用预埋束管的方式，即在采空区预埋束管抽取采空区气体，将采空区气体通过束管输送至气体分析仪进行气体组分及浓度分析，判断是否有火灾隐患，气体分析仪可以放置在井上实验室或井下硐室内；
2.预留传感器的方式，将防爆或本安型气体传感仪器提前安放于采空区内，进行气体指标分析，分析结果可通过无线或光纤传输到地面管理人员。
在实际操作过程中这两种方法都存在一定的缺点：
(1)井上气体分析仪因束管距离远，监测周期长，不能适时监测采空区气体变化情况。
(2)井下气体分析仪因防爆要求，仪器价格贵，系统成本过高；
(3)预留传感器的方式，因垮落煤岩经常砸断砸毁数据线缆，所以多为无线传输，在煤矿工作面采空区垮落煤岩掩埋状态下传输距离短，随着工作面推进很快就接收不到信号。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提出一种采空区气体检测方法，可方便快捷的检测采空区气体；与此相应，本发明提供一种采空区气体检测装置使采空区气体检测更加及时、准确、便捷，同时降低检测成本，确保矿井安全生产。
本发明所述的采空区气体检测方法包括以下步骤：
(a)选取检测点，在工作面回风巷与采空区交界隔离处外侧设定采样检测点；
(b)插管，自采样检测点向采空区内待测区插入一中空管体；
(c)取气样检测，通过管体抽取采空区内待测区气体，并通过集气罩汇集后接入气体检测仪。
管体可与采样泵连接用于抽取采空区内待测区气体，采样泵排气端接入集气罩，集气罩密闭连接在气体检测仪的采样端。当管体放置完成，启动采样泵，采空区内待测区气体即可通过管体、采样泵、集气罩直接到达气体检测仪，实现气样的快速检测。
优选的，步骤(b)中，管体深入采空区的长度为3-6米。
管体可对采空区角隅、采空区回风区域及顶板高冒区等位置进行检测。
优选的，采样检测点距工作面回风巷与采空区交界隔离处1-2米，在采样检测点处设置管托用于支撑管体水平和竖直方向的摆动。
采样检测点应选择在回风巷的超前支护端，并对周围煤岩层的浮煤或悬顶进行处理，确保采样安全，管托可采用顶板悬挂式或支架支撑式，确保管体可绕管托进行水平和竖直方向的摆动，以便管体采样端可到达不同位置。
优选的，采空区内待测区为顶板高冒区时，管体采样端距顶板高冒区留设20-30厘米间隙。
通过插管的入口观测管体采样端与顶板高冒区间距，留设间距可防止采样口插入顶板高冒区内，导致煤矸石顺管口进入管体。
本发明所述的采空区气体检测装置包括：管体，其一端设有进气口，另一端设有出气口；采样泵，其进气端与管体的出气口连通；以及气体检测仪，其检测端密闭连接集气罩；所述采样泵的排气端与所述集气罩连通。
管体作为采空区气体传送的管道使用，可在管体内前端设置止回阀，只允许采空区气体在采样泵的作用下由进气口抽入，工作时，采空区气体在采样泵作用下依次进入管体、采样泵到达集气罩内，然后由气体检测仪对采样的气体进行检测，气体检测仪可采用CD4多参数气体传感器监测仪。
优选的，还包括固定板，所述管体、采样泵、气体检测仪均与所述固定板固定连接。
优选的，所述管体为杆体中空的可伸缩杆。
可伸缩杆由依次套装的中空杆体组成，各杆体连接处可通过密封圈密闭连接，防止外部气体由连接处进入管体内，影响检测的准确性。
优选的，所述管体上设有把手部。
方便操作人员握持。
优选的，还包括连接在管体或固定板上的肩带。
方便操作人员依靠肩部搭靠。
本发明的有益效果是：提出一种采空区气体检测方法，可方便快捷的检测采空区气体；与此相应，本发明提供一种采空区气体检测装置，通过设置管体、采样泵、以及气体检测仪，改变了原有检测方式，使采空区气体检测更加及时、准确，同时降低检测成本，确保矿井安全生产。
附图说明
图1是采空区角隅及回风区检测方法示意图；
图2是采空区内顶板高冒区检测方法示意图；
图3是一种实施例结构示意图；
图中：1、管体；2、采样泵；3、气体检测仪；4、集气罩；5、固定板；6、把手部；7、肩带；8、进气管；9出气管；10管托；11采空区。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1、2所示，本发明所述的采空区气体检测方法包括以下步骤：
(a)选取检测点，在工作面回风巷与采空区交界隔离处外侧设定采样检测点,采样检测点距工作面回风巷与采空区交界隔离处1-2米，在采样检测点处设置管托用于支撑管体水平和竖直方向的摆动；
(b)插管，自采样检测点向采空区内待测区插入一中空管体，管体深入采空区的长度为3-6米，当待测区为顶板高冒区时，管体采样端距顶板高冒区留设20-30厘米间隙；
(c)取气样检测，通过管体抽取采空区内待测区气体，并通过集气罩汇集后接入气体检测仪。
该实施方法中，管体可对采空区角隅、采空区回风区域及顶板高冒区等位置进行检测。具体的，管体可与采样泵连接用于抽取采空区内待测区气体，采样泵排气端接入集气罩，集气罩密闭连接在气体检测仪的采样端。当管体放置完成，启动采样泵，采空区内待测区气体即可通过管体、采样泵、集气罩直接到达气体检测仪，实现气样的快速检测。采样检测点应选择在回风巷的超前支护端，并对周围煤岩层的浮煤或悬顶进行处理，确保采样安全，管托可采用顶板悬挂式或支架支撑式，确保管体可绕管托进行水平和竖直方向的摆动。通过插管的入口观测管体采样端与顶板高冒区间距，留设间距可防止采样口插入顶板高冒区内，导致煤矸石顺管口进入管体。
本发明所述的采空区气体检测装置包括：管体1，其一端设有进气口，另一端设有出气口；采样泵2，其进气端与管体的出气口连通；以及气体检测仪3，其检测端密闭连接集气罩4；所述采样泵2的排气端与所述集气罩4连通。所述管体1、采样泵2、气体检测仪3均与所述固定板5固定连接。所述管体1为杆体中空的可伸缩杆。所述管体1上设有把手部6。所述管体1或固定板5上设有肩带7。
该实施例中，可伸缩杆由依次套装的中空杆体组成，各杆体连接处可通过密封圈密闭连接，防止外部气体由连接处进入管体内，影响检测的准确性。采样泵2的进气端通过进气管7与管体1的出气口连接，采样泵2的排气端通过出气管9与集气罩4连接。可伸缩杆作为采空区气体传送的管道使用，可在可伸缩杆内前端设置止回阀，只允许采空区气体在采样泵2的作用下由进气口抽入，把手部6和肩带7，方便操作人员握持和肩部搭靠。气体检测仪3可采用CD4多参数气体传感器监测仪。
使用时，在工作面回风巷与采空区交界隔离处一侧1米处设定采样检测点，展开可伸缩杆，将可伸缩杆杆体担在采样检测点的管托上，用于支撑可伸缩杆，然后将可伸缩杆的一端深入采空区内，启动采样泵，采空区气体在采样泵作用下依次进入管体、采样泵到达集气罩内，然后由气体检测仪对采样的气体进行检测。
当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。